[0001] 本发明涉及河道护坡技术领域，具体为一种水力工程河道生态护坡结构及方法。

[0002] 河道生态护坡主要用于对河道进行加固，通过混凝土或者砖块等方式覆盖在河道土壤之上，防止河道在水流的作用下发生水土流失而塌陷，同时采用在护坡上种植绿化植物的方式还能够维持河道的美观。

[0003] 现有的河道生态护坡在制作时主要采用砌砖的形式进行简单加固，由于砖块结构简单契合后容易脱落因此防护性能并不好，需要经常维护，同时也缺少储水结构，造成绿化植被容易在干旱时期因为灌溉不及时等因素而缺水枯死，也因此导致对河道生态护坡的维护难度大，后期维护成本高等问题，因此难以满足现有的使用需要。例如申请号为CN111778925A，专利名称为“一种河道生态护坡及其施工方法”的专利就提供了这类采用砖块和植被的简单组合而形成的生态护坡，虽然实现了河道生态护坡的快速铺设和加固但依然无法解决上述问题。

[0004] 因此，我们需要一种水力工程河道生态护坡结构及方法，来解决现有河道生态护坡防护能力差，缺乏对绿化植被的蓄水养护功能的问题，可以有效的降低河道生态护坡的维护压力。

[0032] 为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0035] 出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

[0036] 实施例一，本发明提供一种技术方案：一种水力工程河道生态护坡结构，请参阅图1至图7，包括支撑底座1、承载架29和蓄水池33，支撑底座1设置在夯土层10上，且支撑底座1上设置有插入夯土层10内的基桩4，支撑底座1上端通过支撑柱11连接有顶部支撑座25，且支撑底座1与顶部支撑座25之间形成接水沟15，且接水沟15内设置有用于过滤水的第一过滤填料21，支撑底座1、承载架29和顶部支撑座25均采用钢筋混凝土浇筑形成，其中承载架
29采用预制板拼装组成。

[0037] 请参考图1、图2、图4和图6，承载架29倾斜安装在支撑底座1和顶部支撑座25的顶部，且承载架29的顶部密铺设置有固定装置3，固定装置3内填装有用于种植绿化植物的种植填料35，且承载架29和支撑底座1之间形成落水腔40，种植填料35内渗出的水通过设置在承载架29上的滴水孔26滴入落水腔40中，落水腔40用于收集和储存灌溉用水和雨水，且接水沟15通过设置在支撑底座1和顶部支撑座25之间的导水通道12与落水腔40连通，种植填料35由上至下依次为壤土层、沙土层和鹅卵石层，且滴水孔26的顶部设置有用于托举鹅卵石层的塑料网孔板，当对种植填料35灌溉过，水分主要由壤土层和沙土层进行保存，当壤土层和沙土层中含水量过多而渗出水的时候，水分流经鹅卵石层然后通过滴水孔26进入到落水腔40中，鹅卵石层主要用于支撑沙土层并不需要进行保水，鹅卵石层中也可以根据需要填充碎石或者树脂颗粒来进一步的防止沙土层中的的沙土掉落入滴水孔26中，只需要保障填充的鹅卵石、碎石或者树脂颗粒大于安装在滴水孔26上的网孔板的网孔直径即可，毛细管27的顶部均布在壤土层和沙土层之间，当壤土层和沙土层内的含水量过低时，毛细管27能够利用毛细作用将位于落水腔40内的水抽入到壤土层和沙土层中，从而维持壤土层和沙土层内的含水量，而位于落水腔40内的水也会在蒸发作用下变成水蒸气从而穿过滴水孔26进入到种植填料35内，从而被含水量较低的壤土层和沙土层吸收，因此只需要保障落水腔40内含有一定量的水就能够将种植填料35内的含水量维持在一定标准至上，顶部支撑座25在对应接水沟15的侧面处设置有用于挡水的挡水台23，且挡水台23上设置有分水口22，承载架29上一体成型有与分水口22配合并用于将分水口22内流出的水引导至固定装置3内的导流板24，雨水或者灌溉用水进入到接水沟15后，一部分会经过过滤填料21过滤后通过导水通道12进入落水腔40内，但是受限于过滤填料21过滤的速度，当进入接水沟15内的水流流量较大的时候，位于接水沟15内的水位会上升，当水位上升超过分水口22后，水流将穿过分水口22进入导流板24之间，此时水流沿着导流板24被送入到固定装置3内，由于承载架29采用倾斜式安装，并且靠近接水沟15的一端较高，因此水流会遍历各个固定装置3，然后流入到河内，在水流遍历各个固定装置3的时候，水流会被位于各个固定装置3内的种植填料
35所吸收，而当种植填料35内部吸收的水分超过所需的时候，水流会沿着滴水孔26进入到落水腔40内，从而最大限度的利用水流。

[0038] 请参阅图1、图2和图4，支撑底座1的中部在落水腔40内不同高度位置处设置有至少两个用于支撑承载架29的支撑隔离架8，且落水腔40内在与支撑隔离架8交错的位置处设置有至少两个具有高度差的蓄水池33，且蓄水池33通过设置在滴水孔26内的毛细管27的毛细作用向种植填料35内输水，且支撑隔离架8上设置有用于连通两个蓄水池33的排水孔7，在不同高度处分别设置蓄水池33能够使得毛细管27就近的与相应蓄水池33内的水流接触，从而最大化的发挥毛细管27的毛细作用，避免由于毛细管过长而导致毛细作用不明显的问题，同时采用这种阶梯式布置的蓄水池33也能够避免水流全部沉积在落水腔40的底部，如果水流全部位于落水腔40的底部，当护坡的破面较宽的时候，为了维持落水腔40内的蓄水量可能导致位于低处的绿化植被被落水腔40内的水淹没，而采用阶梯式布置的蓄水池33进行分高度的蓄水则能够在不同高度位置处均进行蓄水，从而在维持蓄水量的前提下避免了低处绿化植被被水淹没得问题。

[0039] 请参阅图1、图2和图4，位于落水腔40最底部的支撑隔离架8与支撑底座1之间形成过滤腔32，且支撑底座1上设置有用于连通过滤腔32和河底的水交换通道31，水交换通道31和过滤腔32内均填充有第二过滤填料30，且同一个蓄水池33的不同水平位置处通过内隔板5分隔形成等长度分布的单元池，考虑到河道护坡较长，地形高度也会有变化，因此同一个蓄水池33在长度方向上也会出现高度差，因此采用内隔板5将同一个蓄水池33在长度方向上分割为不同的单元池就能够确保蓄水池33内各处都能够存住水，而不会出现水流汇聚在蓄水池33部分低洼处的现象，并且蓄水池33和过滤腔32的内腔表面均采用防水设计，从而避免水流通过渗透作用穿过支撑底座1而流失，过滤腔32和位于落水腔40内最低处的蓄水池33之间通过设置在支撑隔离架8上的排水孔7连通，第一过滤填料21由上至下依次由碎石层、粗沙层、细沙层和鹅卵石层组成，第一过滤填料21主要用于过来雨水和灌溉用水，由于雨水和灌溉用水中泥沙的含量较少，因此采用碎石和细沙等进行简单过滤即可，且导水通道12的顶部设置有用于支撑第一过滤填料21的塑料网板，塑料网板是为了防止第一过滤填料21落入导水通道12内，对导水通道12造成堵塞，第二过滤填料30由过滤腔32一侧向着河底一侧依次由鹅卵石层、粗砂层和碎石层组成，第二过滤填料30主要用于过滤河水中的淤泥和碎石，考虑到河底淤泥过多过滤效果较差，因此过滤目的更多的是组织淤泥快速而大量的进入到落水腔40的底部，此时主要以直接增大第二过滤填料30填充量，从而加大淤泥从河底进入到落水腔40内的路径为主，而无法避免的进入到落水腔40底部的淤泥则只能够定期的采用抽泥泵进行抽吸处理。另外通过水交换通道31将过滤腔32和河底相连能够起到维持水位的好处，在河流处于正常水位的时候，河面的水位应当保持在低于位于最下方的种植填料35但高于落水腔40最底部的水位，此时当外部天气长期干旱时，河流内的水会通过水交换通道31进入到过滤腔32内，然后通过蒸发作用通过滴水孔26对种植填料35进行湿润，从而避免绿化植被长期缺水干枯，而当外部长期降水充沛，导致落水腔40内水位上升容易造成落水腔40内的水淹没种植填料35导致绿化植被烂根的时候，位于落水腔40内的水还可以通过水交换通道31直接的进入河底，从而避免落水腔40内水位超出所需，当河流内发生干涸的时候，人工通过接水沟15进行灌溉的水在进入落水腔40后也会优先的沿着各个排水孔7依次的进入各个蓄水池33内被存储起来而不会直接的进入到河底，因此能够有效的发挥蓄水抗旱的作用。

[0040] 请参阅图1、图2和图3，支撑底座1内设置有管线通道13，且管线通道13内设置有水电管道14，管线通道13内设置有第一水泵28，且第一水泵28的进口端与水电管道14内的自来水管连通，支撑底座1内设置有设备通道17，且设备通道17内设置有主控制器39，主控制器39与水电管道14内的电缆电性连接，且支撑底座1上设置有用于连通设备通道17的维修封盖19，设备通道17内设置有第二水泵38，且过滤腔32内设置有与第二水泵38的进水端连通的滤水装置2，滤水装置2包括盒体205，且盒体205内通过后过滤网201和前过滤网203分隔为进水腔204和滤水腔202，进水腔204与第一水泵28的进口端连通，且滤水腔202内填充有活性炭，接水沟15内设置有用于向接水沟15内供水的喷水头20，且第一水泵28的出水端和第二水泵38的出水端均与喷水头20连通，每个蓄水池33内均设置有用于检测蓄水池33内水位的第一液位检测传感器6，且过滤腔32内固定安装有用于检测过滤腔32内水位的第二液位检测传感器9，主控制器39分别与第一水泵28、第二水泵38、第一液位检测传感器6和第二液位检测传感器9电性连接，主控制器39可以直接的通过第一液位检测传感器6和第二液位检测传感器9检测蓄水池33和过滤腔32内的水位，当蓄水池33和过滤腔32内的水位都很低的时候，判断出此时处于干旱时期，主控制器39将优先通过第一水泵28抽取水电管道14供应的灌溉用水来对接水沟15内进行排水，从而使得灌溉用水能够通过接水沟15和导水通道12进入到蓄水池33内，当检测到蓄水池33内的水位较低而过滤腔32内的水位较高的时候，此时采用第二水泵38直接的抽取过滤腔32内的水对蓄水池33内进行添水，还可以在种植填料35中设置与主控制器39电性连接的用于检测土壤湿度的传感器，当检测到土壤湿度较低的时候，还可以通过加大第一水泵28或者第二水泵38单位时间内的水流量，使得水流更多的直接越过分水口22进入到固定装置3内对绿化植被进行灌溉，从而实现对绿化植被的直接灌溉作用。

[0041] 因此采用本发明所设计的河道生态护坡结构，不仅能够利用支撑底座1有效的保护河道防止雨水直接冲刷夯土层10造成水土流失，而且还能够利用蓄水池33来存储水流避免绿化植被缺水枯死，同时还能够利用第一水泵28、第二水泵38和水交换通道31自动的维持蓄水池33的水位和种植填料35内的湿度，并维持落水腔40和河内的水位平衡，因此能够有效的起到对河堤的防护作用和对绿化植被的养护作用。解决了现有河道生态护坡防护能力差，缺乏对绿化植被的蓄水养护功能的问题，可以有效的降低河道生态护坡的维护压力。

[0042] 实施例二，请参阅图1、图4、图5和图6，在实施例一的基础上，固定装置3包括正六边形筒体303，且正六边形筒体303在承载架29上采用平面密铺形式进行填充安装，正六边形筒体303的底部一体成型有插接座305，且承载架29上开设有与插接座305插接安装的插接孔34，正六边形筒体303的顶部一体成型有用于挡水的挡水凸起301，且挡水凸起301之间形成导水口302，正六边形筒体303的六个面上均呈阵列由上至下设置有至少三个透水孔304，固定装置3采用正六边形筒体303能够方便进行密铺，同时插接座305插入到插接孔34后也能够避免固定装置3脱落，挡水凸起301和导水口302的设置能够使得水流在流经挡水凸起301的时候能够在导水口302的导水作用下流向相邻的固定装置3内部，从而更加方便了水流灌溉时的均匀化，同时设置在正六边形筒体303上的导水口302也能够将位于正六边形筒体303内的水流送入到相邻的固定装置3内，从而更加方便了水流的均匀化灌溉，使得水流能够被有效的利用。进一步解决了现有河道生态护坡防护能力差，缺乏对绿化植被的蓄水养护功能的问题，可以有效的降低河道生态护坡的维护压力。

[0043] 实施例三，请参阅1、图2和图3，在实施例二的基础上，支撑底座1的顶部固定安装有太阳能板18，且设备通道17内安装有储能装置16，太阳能板18通过光伏控制器37和整流器36与储能装置16电性连接，且储能装置16和光伏控制器37均与主控制器39电性连接，太阳能板18能够有效的利用太阳能发电为主控制器39、第一水泵28和第二水泵38等用电部件进行供电，从而有效的利用河堤上方空闲的区域生产电能减轻用电压力，也使得第一水泵28和第二水泵38不会因为电网断电的因素而无法正常工作，从而耽误对绿化植被的正常灌溉养护，并且也实现了河道护坡的充分利用。进一步解决了现有河道生态护坡防护能力差，缺乏对绿化植被的蓄水养护功能的问题，可以有效的降低河道生态护坡的维护压力。

[0044] 实施例四，在实施例三的基础上，本发明还提供了一种水力工程河道生态护坡结构的使用方法，包括以下步骤：

[0045] 步骤一：首先在河道两岸设置夯土层10，然后再夯土层10内设置基桩4，再利用混凝土浇筑形成支撑底座1、顶部支撑座25和支撑隔离架8，随后将已经通过钢筋混凝土浇筑预制好的承载架29放置在支撑底座1和顶部支撑座25的顶部并正确拼合，随后从接水沟15向落水腔40内填充水，直到水流能够填满所有蓄水池33为止；

[0046] 步骤二：将固定装置3平铺在承载架29上，然后通过各个滴水孔26将相应毛细管27放入到相应的蓄水池33内，随后在固定装置3内填装种植填料35，并确保毛细管27的顶部能够正确的安装在种植填料35内，随后在种植填料35内种植绿化植物并直接对种植填料35内浇水和施肥以维持植物生长所需；

[0047] 步骤三：定期检查各个种植填料35的湿润度以及从承载架29上额外设置的视察孔内检查蓄水池33内的液位状态，然后在需要向绿化植物浇水或者需要向蓄水池33内注水的时候，直接向接水沟15内注水，通过控制注水时的流速来控制水流流向种植填料35和直接通过第一过滤填料21渗入到蓄水池33内的比例，从而位置种植填料35的湿润度和蓄水池33内的水位，在雨天时雨水会被接水沟15和固定装置3收集并通过导水通道12和滴水孔26送入到落水腔40中，而在种植填料35的湿润度较低的时候也会通过毛细管27吸取位于蓄水池33内的水，从而避免绿化植株长期缺水死亡。

[0048] 尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。